Question

3．如图1所示，竖直直导线ab，左侧放有一个轻质闭合线圈．现向直导线中通入如图2所示的正弦交流电流，设电流由a流向b为正方向，则线圈受力方向相同的时间是（　　）

• A． 0-t₁和t₂-t₃两段时间内
• B． t₁-t₂和t₃-t₄两段时间内
• C． 0-t₁和t₃-t₄两段时间内
• D． t₁-t₂和t₂-t₃两段时间内

Answer 1

分析 根据法拉第电磁感应定律，结合电流的变化率，并由楞次定律与左手定则，即可求解．

解答 解：A、0-t₁时间内向上的电流增大，电流产生的磁场增大，根据安培定则，线圈处的磁场的方向向里；所以向里穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向外，线圈中产生逆时针方向的感应电流；根据左手定则，线圈的左侧受到的安培力的方向向右，而右侧受到的安培力的方向向左．由于左侧靠近电流ab，所以线圈的左侧受到的安培力大，线圈受到的合力的方向向右．
同理，t₂-t₃时间内向下的电流增大；向外穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向里，线圈中产生顺时针方向的感应电流；根据左手定则，线圈的左侧受到的安培力的方向向右，而右侧受到的安培力的方向向左．由于左侧靠近电流ab，所以线圈的左侧受到的安培力大，线圈受到的合力的方向向右．比较可知，两种情况下受到的安培力的方向相同．故A正确；
B、t₁-t₂时间内，电流方向向上，大小逐渐减小，则由楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为顺时针方向的感应电流，线圈的左侧受到的安培力的方向向左，而右侧受到的安培力的方向向右．由于左侧靠近电流ab，所以线圈的左侧受到的安培力大，线圈受到的合力的方向向左．
同理，t₃-t₄时间内，电流方向向下，大小逐渐减小，则由楞次定律可知，线圈要阻碍变化，则受到的合力方向向左．故t₁-t₂和t₃-t₄两段时间内受力的方向相同．故B正确；
C、结合A、B的分析可知，0-t₁时间内线圈受到的合力的方向向右；t₃-t₄时间内，线圈受到的合力方向向左；两段时间内受到的合力方向相反．故C错误；
D、结合A、B的分析可知，t₁-t₂时间内时间内线圈受到的合力的方向向左；t₂-t₃时间内，线圈受到的合力方向向右；两段时间内受到的合力方向相反．故D错误；
故选：AB．

点评 该题考查安培定则、楞次定律以及左手定则的综合应用，掌握安培力产生条件，理解阻碍原磁通量变化是解题的关键．
本题使用楞次定律的推广形式解答要简单一些．